软考中级 > 网络工程师 > 5.数据通信基础
通信术语
- 信息
- 数据 信息的载体
- 信号
- 模拟信号
- 数字信号
- 码元 单位时间内信号波形变换次数
数据通信系统模型
信道
- 带宽
(Hz) - 码元速率 理想状态下
(波特 Baud) (奈奎斯特定理) - 数据速率
(bps) - 极限数据速率
(bps)
调制技术
模拟信道传输数字数据
| 调制方式 | 说明 | 码元种类 | 比特位 |
|---|---|---|---|
| ASK | 幅移键控 | 2 | 1 |
| FSK | 频移键控 | 2 | 1 |
| PSK | 相移键控 | 2 | 1 |
| 2DPSK | 二差分幅移键控(=PSK) | 2 | 1 |
| 4DPSK | 四差分幅移键控 | 4 | 2 |
| QPSK | 正交相移键控 | 4 | 2 |
| MQAM | 正交幅度调制 | M | - |
编码技术
数字信道传输模拟数据
- PCM 脉冲编码调制
- 采样
- 采样频率大于模拟信号最高频率的 2 倍
- 量化
- 编码
- 采样
数字编码
- 极性编码方案 需引入时钟信号
- 单极性码 高电平->0, 0 电平->1
- 极性码 高电平->0, 低电平->1
- 双极性码 0 电平->0, 高低电平->1(翻转上一次电平)
- 归零信道编码方案
- 归零码 RZ 高电平->0, 低电平->1, 中间信号回归 0 电平
- 不归零码 NRZ 0->不变, 1->翻转电平
- 双相码
- 应用性编码
- 曼彻斯特编码
- 高->低:1, 低->高:0
- 有自同步能力,不需要引入时钟信号
- 常用于 10M 以太网
- 编码效率 50%
- 差分曼彻斯特编码
- 位之间, 翻转电平:0, 不翻转电平:1
- 有自同步能力,不需要引入时钟信号
- 用于令牌环网
- 曼彻斯特编码
- 其他编码
- 4B/5B
- 效率: 1.25 波特/位, 80%
- 应用: 100Base-FX, 100Base-TX, FDDI
- 8B/10B
- 效率: 1.25 波特/位, 80%
- 应用: 千兆以太网
- 8B/6T
- 4B/5B
复用技术
- 空分复用 SDM 不同空间内统一频率(卫星通信)
- 频分复用 FDM
- 波分复用 WDM 和 FDM 类似,光纤中
- 时分复用 TDM 划分时间片/时隙,同步、异步(统计时分复用)
- 码分复用 CDMA
复用标准 PDH
同步时分复用技术
- E 载波(欧洲)
- E1 30 个话音信道(64K)+2 个控制信道CH0+CH16(64K) => 2.048Mbps
- E2 8.488Mbps (4E1)
- E3 34.368Mbps (4E2)
- E4 139.264Mbps (4E3)
- T 载波(美国、日本)
- T1 24个话音通路复合在1.544Mbps通路
- T2 4T1 => 6.312Mbps
- T3 7T2 => 44.736Mbps
- T4 6T3 => 274.176Mbps
通信方式
- 单工双工
- 单工通信 A->B, 例如广播
- 半双工通信 A<->B, 每次单向通信
- 全双工通信 A<=>B, 双向同时通信
- 同步异步
- 异步传输 起始位数据结束位
- 同步传输 起始位_帧
差错控制
- 检错、纠错
- 码距 一个编码系统中两个码字之间需要最少的变化位数
- 码距、检错、纠错
- 检测 e 个误码,要求最小码距满足:
d >= e + 1 - 纠正 t 个误码,要求最小码距满足:
d >= 2t + 1
- 检测 e 个误码,要求最小码距满足:
- 检错码
- 构造 检错码 = 信息字段 + 校验字段
- 奇偶校验 信息+校验奇数个/偶数个
- 海明校验码
- m 位用户数据中加入 k 位校验码,满足
- 可以检测和纠正 1 位错误
- m 位用户数据中加入 k 位校验码,满足
- CRC 校验
- 生成多项式最高幂次 = CRC 位数
- 计算过程模 2 除,不进位不借位
- 只能检错不能纠错
- CRC32 用于以太网协议 802.3
